Purpose The aim of this study is to establish the nonlinear dynamics equations of roller bearings with surface faults on outer raceway, inner raceway and rolling elements to analyze the dynamic characteristics of the double row self-aligning roller bearings, and provided theoretical basis for bearing fault diagnosis and life prediction. Design/methodology/approach First, based on the momentum theorem, the formulas for quantitative calculation of impact load were established, when roller was in contact with the fault of the inner or outer raceway. Then, the fault position piecewise functions and the load-carrying zone piecewise functions were established. Based on these, the nonlinear dynamic equations of double row self-aligning roller bearings are established, and Matlab is used to simulate the faulty bearings at different positions, sizes and rotational speeds. Finally, the vibration test of the fault bearings are completed, and the correctness of the nonlinear dynamic equations of the rolling bearing are verified. Findings The simulation and test results show that: the impact load increased with the increasing rotate speed and fault size, and the larger the fault size, the longer the impact load existed and the shorter vice versa. Originality/value The nonlinear dynamic equation of double row self-aligning roller bearings is established, which provides a theoretical basis for bearing faults diagnosis and fatigue life prediction.
Remaining useful life prediction based on degraded data is the premise of intelligent maintenance of equipment. Since the degradation process is usually complex and changeable, the general deep learning prediction method brings a large prediction deviation since it uses linear target function. In this paper, temporal convolutional network combined with a nonlinear target function (NT-TCN) is proposed to improve the prediction accuracy. The nonlinear target function is constructed using a piecewise function to label degraded data. By means of dilated causal convolution and Mish activation function, the NT-TCN learns the time series characteristics of degeneration. Thus, high precision of life prediction is achieved. By analyzing NASA's C-MAPSS data set, the prediction results show that the NT-TCN model has lower root mean squared error and evaluation score than the neural network model with the linear target function, which is also superior to some existing prediction methods.
The existing phase field model of polymer crystallization contains many parameters that lack actual physical meaning. Although the value of these parameters can be adjusted to obtain results consistent with the experiment, it cannot correspond to the experimental conditions. In this paper, a new phase field model is established. By adjusting the latent heat, various forms of isotactic polystyrene crystals, such as dendrites, spherulites, lamellas, etc., can be simulated. Latent heat refers to the heat absorbed or released by a substance from one phase to another and has important physical meaning during the solidification process. The finite difference method was used to solve the model, and then the data were used to visualize. The simulation results were consistent with the experiment. Numerical simulation results under pure diffusion conditions show that the newly established phase field model can qualitatively predict the polymer growth process and provide a theoretical basis for the preparation and optimization of high-performance polymers. In order to make the simulation result closer to the actual growth of the crystal, the flow velocity is added in the simulation to make the melt convection. Under forced convection, the simulated polymer crystal image is no longer symmetrical.
针对Lucy-Richardson方法在对图像进行复原时难以确定迭代次数,提出了一种基于图像质量评价参数对图像进行复原的方法.该方法首先确定图像质量评价参数的范围值,然后计算每一次图像迭代后的PSNR、SSIM、STD值,最后找出达到目标范围的有效复原图像.结果表明,该方法能够有效找出所需的复原图像,且提高算法的运行效率.
在微成形领域由于加工件表现出了一定的的尺寸效应,具有与宏观成形不同的变形特点,其中润滑剂对成形的影响尤其重要.该研究使用甘油基纳米添加剂TiO2 作为润滑剂,选取50 um厚的SUS304 制作成形微型杯.研究了干摩擦和不同浓度的油基润滑剂对加工件尺寸效应的影响,发现1)与其它润滑条件相比,用4 wt%甘油基纳米TiO2 润滑剂拉伸的微成型杯的表面质量最好;2)微成形杯的最大深冲力和最后冲程深冲力均随润滑剂浓度的降低而增加,在无润滑条件下达到最大值.本研究为不锈钢带材后序制备成形其它零件提供了参考.
超连通度参数可以度量多处理器系统的可靠性. 图G的超连通度κ′(G)是指删除系统中的一些点使得网络不连通,并且每一个连通分支至少有2 个顶点,删除这些顶点的最小数目就是超连通度. 设G1 和G2 为两个图,则G1 和G2 的Kronecker积G1×G2 有顶点集V(G1×G2) =V(G1) ×V(G2)和边集E(G1×G2) ={(u1,v1)(u2,v2):u1u2∈E(G1),v1v2∈E(G2)}.文章证明了完全图kn 和顶点集划分为X1,X2 ,…,Xl 的完全多部图T(x1,x2 ,…,xl)的Kronecker积的超连通度是n(l∑i=1|xi|)-2(|xl-1|+(|xl|),其中|Xi|=xi 且x1≤x2≤…≤xl .
为解决同步轧制工艺制备复合板时出现的结合强度低和板材弯曲等问题,提出了同径异速蛇形轧制复合工艺.采用Deform-2D平台对碳钢Q345R/不锈钢316L蛇形轧制复合过程进行模拟,获得了变形及微观组织,对结合面等效塑性应变、弯曲曲率和晶粒大小进行了对比分析与研究.研究结果表明,与同步轧制相比,蛇形轧制能够显著提高复合板结合强度、降低弯曲程度并细化晶粒;在一定工艺参数范围内,结合面等效塑性应变随着初始层厚比、辊速比及工作辊直径的减小,压下率的增大而显著提高;在相同的工况下,当辊速比为1.20 时,复合板接近平直状态;这为工业生产中制备性能优异且板形平直的复合板材提供技术支撑.
当静止无功发生器(Static var generator,SVG)电压外环使用传统PI控制时,存在直流侧电容电压动态响应较差、参数设计较为复杂等问题.针对这些问题,采用了基于滑模变结构的控制策略.该控制策略以dq旋转坐标系下的数学模型为基础进行研究,电流内环采用PI解耦控制,电压外环采用滑模变结构控制.运用处理器在环测试(Processor in loop,PIL)将控制策略模型置于代码层面进行验证,结果证明:在电流内环参数相同的条件下,滑模变结构控制相较于传统PI控制,提高了直流侧电容电压的动态响应速率,并且避免了SVG在启动阶段出现电网侧功率因数过低的情况.
设G是有n个顶点m条边的简单图,对于任意实数α∈[0,1],Nikiforov定义了图G的α-邻接矩阵Aα(G)=αD(G)+(1-α)A(G),其中D(G)和A(G)分别是图G的度对角矩阵和邻接矩阵.Aα(G)的最大特征值,称为G的Aα-谱半径,记为ρ1,G的α-邻接能量记为EAα(G).将给出ρ1的两个下界和图G的α-邻接能量的上界及相应的极值图.
针对车辆路径优化问题中的现实因素,考虑了时间窗约束和时变车速的情况,构建了以配送总成本最低和客户平均满意度最高为目标的数学优化模型.为了提高基本粒子群算法的搜索精度和搜索能力,将遗传算法中的交叉和变异操作引入到基本粒子群算法中,设计了一种多目标混合粒子群算法.选取23 条实例在MATLAB软件上进行实验仿真,并与基本粒子群算法的优化结果进行对比.算例结果表明,相较于基本粒子群算法的优化结果,多目标混合粒子群算法减少了10.59%的平均配送总成本,提高了5.30%的客户平均满意度,其中平均配送车辆数量、平均行驶总路径长度、每辆车平均配送量的计算结果也都得到了优化.为多目标混合粒子群算法求解车辆路径优化问题提供了较好的理论依据.
分析了真空耙式干燥机搅拌轴的振动响应问题,把搅拌轴看作简支梁,结合Timoshenko梁理论对真空耙式干燥机搅拌轴进行建模,推导出周期激励下搅拌轴的振动微分方程,采用微分求积法(DQM)求出搅拌轴挠度位移矩阵的数值解.确定搅拌轴最大变形位置及一个周期内发生最大变形的时间,及搅拌轴中点挠度与轴半径、轴长度、轴密度、轴弹性模量的变化关系.结果表明,随着轴径向力增加,搅拌轴中点挠度成比例增大;在轴半径较小时,搅拌轴中点挠度值较大,并且波动较大,在轴半径较大位置,搅拌轴中点挠度平稳波动,最终趋向于0;在t =6/15 周期时刻,轴长为7.7m搅拌轴中点挠度出现最大值;其余长度位置搅拌轴中点挠度平稳波动.因此可以通过优化搅拌轴参数改善搅拌轴性能,防止其断裂,本研究对真空耙式干燥机搅拌设备的设计具有一定的理论意义,和一定的工程应用价值.
针对多机器人自身能量有限的问题,提出了一种基于事件触发的固定时间编队控制方法.引入事件触发机制可以降低控制器的触发次数,只有达到触发函数的条件才进行通信,从而减少多机器人之间不必要的连续通信.设计的控制器可以使多机器人编队系统在固定时间内快速收敛到稳定状态,且收敛时间的上界不依赖于初始条件.较于传统的渐进时间编队控制,本文设计的编队控制方法不仅可以降低通信频率,还可以加快系统的收敛速度,同时排除了Zeno行为,最后通过Matlab数值仿真验证了编队控制算法的有效性与合理性.
针对基于IGBT元件的风力发电机组PWM变流器会使得输出电流谐波畸变率不断提高的问题,提出了一种具有谐波抑制功能的比例积分控制器并联重复控制器的复合控制方法应用于网侧变流器内.以双馈风力发电机组(DFIG)为研究对象,分析了它及其网侧变流器的数学模型,然后将复合控制器置于网侧变流器的双闭环控制系统中.探讨了复合控制策略的控制原理,建立了数学模型,并进行参数设计,在MATLAB中进行验证.理论分析和仿真结果验证了此方法应用于风力发电机组网侧变流器中谐波抑制的有效性.
针对负载敏感多路阀微动特性差和多参数耦合问题,以 16 通径负载敏感多路阀为研究对象,分析了负载敏感多路阀结构与压力补偿阀工作原理,采用AMEsim创建阀芯微动仿真模型,系统研究了压力补偿阀弹簧刚度、压力补偿阀阻尼孔与控制腔液容对负载敏感多路阀微动特性的影响,采用NLPQL优化算法进行了参数优化.结果表明,负载敏感多路阀主阀芯小开口时,进出油口压差和通流量的稳态值和波动量随着压力补偿阀弹簧刚度增大而增大;进出油口压差和通流量稳态值受阻尼孔与控制腔液容的影响很小,主阀压差波动量随阻尼孔和控制腔液容增大而增大;经参数优化后,主阀小开口时压差波动幅值降低17%.
在(Quantum information Processing,2017,16,106),对于多体复合量子系统量子态,基于密度算子的迭代重排给出了多体量子态完全可分的一个必要条件.将其推广到了多体量子态相对于k体分划的情形,首先讨论了多体量子态相对于k体分划的迭代重排的定义及性质,然后基于此迭代重排的定义,给出了多体量子态k可分的一个必要条件,并通过一个例子说明该判据是有效的,其可以探测多体k不可分纠缠态.
量子纠缠是一种重要的物理资源,已被广泛应用于量子信息及量子计算的许多领域中.提出了一种多体复合系统量子态相对于k体分划的基于Affinity的纠缠测度,并证明了其满足纠缠测度的必要物理性质.
在大数据时代,互联网安全事件频繁发生,用户数据安全性已成为大数据分析的热门话题.通过有效挖掘高效用项集获得的知识可能包含重要信息,如果被恶意滥用,可能威胁到数据拥有者的隐私或利益.为了防止数据信息泄露,提出了基于隐私保护的高效用项目集挖掘算法DPUP-Growth(based on Differential Privacy Utility Pattern Tree).首先在构建树的过程中,使用指数机制来混淆项头表的顺序,将拉普拉斯噪声添加到每个节点,从而得到差分隐私的树结构DPUP-Tree.最终进行高效用项目集挖掘.该方法以牺牲部分完整性为代价,大大提高了用户数据的安全性.实验结果表明,该方法的完整性损失在误差可接受的范围内,安全性能大大提升.
针对物流配送中带时间窗的多目标车辆路径问题,建立以最小化车辆使用数与车辆行驶距离,以及最大化客户满意度为目标的数学模型,考虑最大运输时间限制,时间窗及车载量为约束条件,并在对基本差分进化算法的改进基础上,提出一种混合离散差分进化算法.算法两次引入擂台法则使种群中的染色体逐一进行比较和判断从而构造Pareto非支配解集.进一步,针对于车辆路径问题中的自然数编码方式,设计一种互换的变异算子并构造了以随机的交叉点进行自定义交叉的交叉算子.针对传统的差分进化算法易过早收敛并陷入局部最优这一问题,采用变邻域的局部搜索策略并提出了两种邻域结构来平衡算法的寻优能力.算例分析表明,算法在平均路径长度上相比于常用于多目标问题求解的NSGA-Ⅱ算法减少了6.8%,平均客户满意度提高了3.1%,证明了算法的有效性.
针对二值法存在干扰信号抑制效果、中心频率能量识别效果较差且阈值参数范围难以确定的缺点,提出了LMS-STFT-SPWVD二值化融合时频分析方法.首先,采用LMS-STFT、LMS-SPWVD算法对双分量LFM含噪信号测试函数进行分析,获取LMS-STFT、LMS-SPWVD时频分布模型;结合图像处理的方法,将整个二维时频分布模型进行二值化处理,使其转化为黑白二值时频图像;将二者进行点乘运算,获取LMS-STFT-SPWVD二值化黑白融合时频图像,并与经典方法(LMS-STFT、LMS-SPWVD及STFT-SPWVD)进行了对比研究,讨论了其干扰信号抑制效果与中心频率能量识别效果.结果表明,在阈值范围内,LMS-STFT-SPWVD二值法突出了信号频率能量,具有较好的抗干扰能力.
针对传统气垫带式输送机中间卸料时,每次都需要把输送带通过托辊展平然后卸料等问题,通过设计卸料铲的结构,可以实现在不断开气垫机气室的情况下在气垫机上直接卸料,将弧形卸料铲的铲头与清扫板设计成与气垫带式输送机盘槽结构相一致,可以实现在不断开气室的情况下在气垫机气室内直接进行卸料.通过三维软件Solidworks进行建模,然后采用离散元EDEM软件对卸料的过程进行仿真分析,对比单侧卸料和双侧卸料的特点选择较好的卸料方式,且比较气垫带式输送机输送带卸料前后压力变化.
